第四十五章 碳中和新途径
选择一个科技发展方向写国家和公司的政策与自己的理想。对于高中生要求太高了吧？以前同学们只知道死记硬背，读书考试。自从进入希望班以后，才知道学而不思则罔，才萌发独立思考的意识。至于把握科技发展方向，同学们想都没有想过，也不知道怎么想。
于是同学们一致认为谁主张，谁举证！既然老师提出这个要求，自然老师应该且必须指导我们怎么做。琦琦熊也不知道，于是将皮球踢回去。不懂可以请高人呀！父母亲戚，都可以问，现在有微信，可以群发呀。
朱秀霞最犯愁，于是说：“我父母是进京的农民，亲戚也文化水平不高，问他们还不如问老师呢！师祖水平比老师还高，可以问师祖吗？”
“对呀！可以问师祖吗？”同学们齐声问。
“当然，可以。”琦琦熊说。
反正是老爹伤脑筋，不是自己伤脑筋。反正老爹也要退休了，想法不少，但不说假话，得罪人太多，在单位也不是专家，闲着没事。琦琦熊回家跟老爹一说，老爹愉快的答应了。时间定在寒假第一周周六。
师祖说：“世界科技发展方向很多。我是国家能源公司的高工，能源类还略知一二，世界能源发展方向是碳中和。就是用可再生能源替代化石能源。化石能源就是动物和植物沉积变成岩石后形成的煤炭、石油和天然气。一人说一种可再生能源。”
“太阳能。”王雎。
“风能。”夏燕说。
“水能。”张鹏说。
等了一会廖志远突然说：“植物能。”
然后是长时间的沉寂。见同学们不说话师祖说：“还有，地热能、潮汐能、深海温差能等。干事要分轻重缓急，知道怎么确定轻重缓急吗？”
“不知道。”同学们摇头说。
“资源大则重，小则轻；赚钱则急，不赚钱则缓。”师祖说。
“这么简单呀！”同学们说。
“是简单，但对吗？”师祖说。
“对！”同学们说。
“复杂问题简单化，你就找到解决问题的答案。牛顿定律就是用简单的数学公式表述出来的。”师祖说。
“也是呵。可是牛顿定律牛顿已经发明了，还有那么多科学家，简单的都发明了。”王雎说。
“不一定。说“都”太绝对了，一定还有遗漏的。就算简单的没有，复杂的还很多。”师祖说。
“可是我们水平有限，复杂问题能研究吗？”张鹏说。
“能！研究是逐层递进的。大致可分三个层级：头脑风暴、项目研究和项目实施。谈理想大概在头脑风暴层级。头脑风暴又分两个层次，有技术路线和没有技术路线。”
“没有技术路线也可以呀！那吗？”张鹏说。
“不是八字已经有了一撇了吗？有一撇就是进步。我以钱学森亩产万斤的文章为例：
我们算了一下，一年中落在一亩地上的阳光，一共折合约94万斤碳水化合物。如果植物利用太阳光的效率真的是百分之百，那么单位面积干物质年产量就应该是这个数字，94万斤！自然，高等植物叶子利用太阳光的效率不可能是百分之百，估计最高也不过是1/6，这就是说，单位面积干物质的年产量大约是15.6万斤。但是植物生长中所积累的物质，只有一部分粮食，像稻、麦这一类作物的谷粒重量，约占重量的一半，所以照这样算来，单位面积的粮食的年产量应该是7.8万斤。这是说全年三百六十五天都是晴天。如果因为阴天而损失25%，那么粮食的亩产量应该是5.85万斤。这是说，作物要在全年都生长，如果仅在暖季才长，也许要再打一个2/3的折扣，那么平均亩产量是3.9万斤了。
有技术路线吗？”
“没有。”同学们说。
“袁隆平提出杂交水稻可以高产。有技术路线吗？”师祖说。
“有！”同学们说。
“有技术路线，才能设立研究项目。研究结果确认可以赚钱了，才能实施。没有技术路线，就实施，太胆大了；有技术路线不敢担风险设立研究项目，太胆小了。胆大胆小都不对！是不是？”师祖说。
“是。”同学们说。
“哪你们还怕什么？怕说错了，说得不完善？”师祖说。
“嘿嘿嘿。”同学们说。
“还没有设立研究项目呢！不花钱你们就怕了，要花钱不是更胆怯了。年轻人都不敢想敢干，让老头子敢想敢干，中国还有什么希望？”师祖问。
“对。老子不花钱，老子怕谁！只是敢想，还没有敢干呢，有什么不敢写？！”钱多多说。
“孺子可教也！”师祖说。
“我也敢！可是我不会想，不会创新。”张鹏说。
“高考作文是理想，不是创新，最多是准创新——自以为是的创新。资源、市场和将二者链接起来的技术。水力资源中国已经利用的差不多了，没有利用的也已经设计了。风能和太阳能起步不久，利用还不充分，技术还有待更加完善。比如太阳能是要占用土地的，哪里有未被利用的土地资源呢？”师祖问。
“西部，大沙漠！”张鹏说。
“XJ的塔克拉玛干沙漠是中国最大的沙漠，东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。
截至2022年6月底，全国发电装机容量约24.4亿千瓦，同比增长8.1%。其中，风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.2%；太阳能发电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长25.8%。
太阳直射功率1366瓦特/平方米。按0.1千瓦/平方米计算装机容量，33万平方公里就是330亿千瓦。是全国发电装机容量13-14倍。制约太阳能发展的关键不是资源，是成本，制造成本和安装成本。如果有一种成本低廉的，像地膜的太阳能膜覆盖整个塔克拉玛干沙漠，全国就不用火力发电了。”师祖说。
“有太阳能膜吗？”钱多多问。
“有，成本还抬高。还不能替代煤电。知道太阳能膜但不知道怎么研究更高级的太阳能膜，属于有技术路线，但不成熟的程度，高考作文的理想头脑风暴层级初级没有技术路线都可以，像钱学森一样，有技术路线就更没有问题了。”师祖说。
“风电方向在哪？”钱多多问。
“海上。海洋广阔无垠。海洋不受道路限制，风机可以比陆地大得多。海上风电的运输、安装的成本太高，工艺和设备应该可以改进，还可以降低。”师祖说。
“怎么改进？”钱多多问。
“这就是你上大学后研究的方向了。反正写作文够了。”师祖说。
“地热能、潮汐能、深海温差能怎么样？”张鹏问。
“下蛋了就会咯咯哒。赚钱了就会大力宣传。地热能、潮汐能、深海温差没有大力宣传，说明一般情况下不赚钱。目前技术只有在特殊情况下可以赚钱。
比如地热能在特殊的地质或者特殊的市场条件下可以赚钱。比如城市或者旅游区的温泉，例如小汤山温泉。比如高温高流量地热井可以城市供暖，例如雄安地热供暖。比如超高温高流量地热井可以发电，例如羊八井地热发电站。
潮汐能、深海温差能目前都用于发电，都不赚钱，或者不如干别的赚钱，目前还处于研究阶段。不过深海温差能用于城市降温倒是可能非常有前景。比如用西沙海槽水深层冷水给SY市降温。中国SY市夏天最长，开空调降温时间长达三个季度。西沙海槽底部平均水温3℃，二者相距只有100千米。
取暖系统由锅炉，管道和用户三部分组成。热水在锅炉、管道和用户中循环，将热从锅炉中取出，通过管道输送到用户，给用户供暖。深海冷水降温系统与供暖系统原理类似，不同的是，热锅炉变成了冷“锅炉”，巨大的、免费的深水冷“锅炉”。将冷从西沙海槽中取出，通过管道输送到SY市，给SY市用户供冷。”师祖说。
“为什么发电不行，降温可以了？”严舞漪问。
“因为温差太小，热带也只有20℃左右，温差发电效率太低。而降温就不一样，热传导的效率很高。”师祖说。
“国外有先例吗？”张鹏问。
“没有。因为国外市场条件不好。中国是小区集中居住，发达国家是散居的，平摊到单位住户的输水管中国要短得多。而且政府征地容易，国外很麻烦。而发展中国家干脆就没钱，没钱你向谁收钱？”师祖说。
“100千米。冷水不好变热吗？”张鹏问。
“会。你们可以查资料，估算一下。下周我们再来讨论，多粗的管线，多大的流速，用什么材料保温，多厚的保温层，100千米升温多少？”师祖说。
于是同学们一致认为谁主张，谁举证！既然老师提出这个要求，自然老师应该且必须指导我们怎么做。琦琦熊也不知道，于是将皮球踢回去。不懂可以请高人呀！父母亲戚，都可以问，现在有微信，可以群发呀。
朱秀霞最犯愁，于是说：“我父母是进京的农民，亲戚也文化水平不高，问他们还不如问老师呢！师祖水平比老师还高，可以问师祖吗？”
“对呀！可以问师祖吗？”同学们齐声问。
“当然，可以。”琦琦熊说。
反正是老爹伤脑筋，不是自己伤脑筋。反正老爹也要退休了，想法不少，但不说假话，得罪人太多，在单位也不是专家，闲着没事。琦琦熊回家跟老爹一说，老爹愉快的答应了。时间定在寒假第一周周六。
师祖说：“世界科技发展方向很多。我是国家能源公司的高工，能源类还略知一二，世界能源发展方向是碳中和。就是用可再生能源替代化石能源。化石能源就是动物和植物沉积变成岩石后形成的煤炭、石油和天然气。一人说一种可再生能源。”
“太阳能。”王雎。
“风能。”夏燕说。
“水能。”张鹏说。
等了一会廖志远突然说：“植物能。”
然后是长时间的沉寂。见同学们不说话师祖说：“还有，地热能、潮汐能、深海温差能等。干事要分轻重缓急，知道怎么确定轻重缓急吗？”
“不知道。”同学们摇头说。
“资源大则重，小则轻；赚钱则急，不赚钱则缓。”师祖说。
“这么简单呀！”同学们说。
“是简单，但对吗？”师祖说。
“对！”同学们说。
“复杂问题简单化，你就找到解决问题的答案。牛顿定律就是用简单的数学公式表述出来的。”师祖说。
“也是呵。可是牛顿定律牛顿已经发明了，还有那么多科学家，简单的都发明了。”王雎说。
“不一定。说“都”太绝对了，一定还有遗漏的。就算简单的没有，复杂的还很多。”师祖说。
“可是我们水平有限，复杂问题能研究吗？”张鹏说。
“能！研究是逐层递进的。大致可分三个层级：头脑风暴、项目研究和项目实施。谈理想大概在头脑风暴层级。头脑风暴又分两个层次，有技术路线和没有技术路线。”
“没有技术路线也可以呀！那吗？”张鹏说。
“不是八字已经有了一撇了吗？有一撇就是进步。我以钱学森亩产万斤的文章为例：
我们算了一下，一年中落在一亩地上的阳光，一共折合约94万斤碳水化合物。如果植物利用太阳光的效率真的是百分之百，那么单位面积干物质年产量就应该是这个数字，94万斤！自然，高等植物叶子利用太阳光的效率不可能是百分之百，估计最高也不过是1/6，这就是说，单位面积干物质的年产量大约是15.6万斤。但是植物生长中所积累的物质，只有一部分粮食，像稻、麦这一类作物的谷粒重量，约占重量的一半，所以照这样算来，单位面积的粮食的年产量应该是7.8万斤。这是说全年三百六十五天都是晴天。如果因为阴天而损失25%，那么粮食的亩产量应该是5.85万斤。这是说，作物要在全年都生长，如果仅在暖季才长，也许要再打一个2/3的折扣，那么平均亩产量是3.9万斤了。
有技术路线吗？”
“没有。”同学们说。
“袁隆平提出杂交水稻可以高产。有技术路线吗？”师祖说。
“有！”同学们说。
“有技术路线，才能设立研究项目。研究结果确认可以赚钱了，才能实施。没有技术路线，就实施，太胆大了；有技术路线不敢担风险设立研究项目，太胆小了。胆大胆小都不对！是不是？”师祖说。
“是。”同学们说。
“哪你们还怕什么？怕说错了，说得不完善？”师祖说。
“嘿嘿嘿。”同学们说。
“还没有设立研究项目呢！不花钱你们就怕了，要花钱不是更胆怯了。年轻人都不敢想敢干，让老头子敢想敢干，中国还有什么希望？”师祖问。
“对。老子不花钱，老子怕谁！只是敢想，还没有敢干呢，有什么不敢写？！”钱多多说。
“孺子可教也！”师祖说。
“我也敢！可是我不会想，不会创新。”张鹏说。
“高考作文是理想，不是创新，最多是准创新——自以为是的创新。资源、市场和将二者链接起来的技术。水力资源中国已经利用的差不多了，没有利用的也已经设计了。风能和太阳能起步不久，利用还不充分，技术还有待更加完善。比如太阳能是要占用土地的，哪里有未被利用的土地资源呢？”师祖问。
“西部，大沙漠！”张鹏说。
“XJ的塔克拉玛干沙漠是中国最大的沙漠，东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。
截至2022年6月底，全国发电装机容量约24.4亿千瓦，同比增长8.1%。其中，风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.2%；太阳能发电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长25.8%。
太阳直射功率1366瓦特/平方米。按0.1千瓦/平方米计算装机容量，33万平方公里就是330亿千瓦。是全国发电装机容量13-14倍。制约太阳能发展的关键不是资源，是成本，制造成本和安装成本。如果有一种成本低廉的，像地膜的太阳能膜覆盖整个塔克拉玛干沙漠，全国就不用火力发电了。”师祖说。
“有太阳能膜吗？”钱多多问。
“有，成本还抬高。还不能替代煤电。知道太阳能膜但不知道怎么研究更高级的太阳能膜，属于有技术路线，但不成熟的程度，高考作文的理想头脑风暴层级初级没有技术路线都可以，像钱学森一样，有技术路线就更没有问题了。”师祖说。
“风电方向在哪？”钱多多问。
“海上。海洋广阔无垠。海洋不受道路限制，风机可以比陆地大得多。海上风电的运输、安装的成本太高，工艺和设备应该可以改进，还可以降低。”师祖说。
“怎么改进？”钱多多问。
“这就是你上大学后研究的方向了。反正写作文够了。”师祖说。
“地热能、潮汐能、深海温差能怎么样？”张鹏问。
“下蛋了就会咯咯哒。赚钱了就会大力宣传。地热能、潮汐能、深海温差没有大力宣传，说明一般情况下不赚钱。目前技术只有在特殊情况下可以赚钱。
比如地热能在特殊的地质或者特殊的市场条件下可以赚钱。比如城市或者旅游区的温泉，例如小汤山温泉。比如高温高流量地热井可以城市供暖，例如雄安地热供暖。比如超高温高流量地热井可以发电，例如羊八井地热发电站。
潮汐能、深海温差能目前都用于发电，都不赚钱，或者不如干别的赚钱，目前还处于研究阶段。不过深海温差能用于城市降温倒是可能非常有前景。比如用西沙海槽水深层冷水给SY市降温。中国SY市夏天最长，开空调降温时间长达三个季度。西沙海槽底部平均水温3℃，二者相距只有100千米。
取暖系统由锅炉，管道和用户三部分组成。热水在锅炉、管道和用户中循环，将热从锅炉中取出，通过管道输送到用户，给用户供暖。深海冷水降温系统与供暖系统原理类似，不同的是，热锅炉变成了冷“锅炉”，巨大的、免费的深水冷“锅炉”。将冷从西沙海槽中取出，通过管道输送到SY市，给SY市用户供冷。”师祖说。
“为什么发电不行，降温可以了？”严舞漪问。
“因为温差太小，热带也只有20℃左右，温差发电效率太低。而降温就不一样，热传导的效率很高。”师祖说。
“国外有先例吗？”张鹏问。
“没有。因为国外市场条件不好。中国是小区集中居住，发达国家是散居的，平摊到单位住户的输水管中国要短得多。而且政府征地容易，国外很麻烦。而发展中国家干脆就没钱，没钱你向谁收钱？”师祖说。
“100千米。冷水不好变热吗？”张鹏问。
“会。你们可以查资料，估算一下。下周我们再来讨论，多粗的管线，多大的流速，用什么材料保温，多厚的保温层，100千米升温多少？”师祖说。
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